Stabilisering av höga trähus via centralt placerat hisschakt

Sammanfattning

I Sverige finns det inte många höga trähus, trots den enorma tillgången på

material och det faktum att de allra flesta villor/småhus är byggda av just

trä. Att trä är ett lätt byggmaterial, är väl lämpat för prefabricering

samt är återvinningsbart i stor utsträckning medför att det är väldigt

konkurrenskraftigt. Så varför utnyttjas inte detta byggmaterial oftare?

En av anledningarna till det ligger i de konservativa regelverk som

tidigare funnits i Sverige, de har inte tillåtit att bygga högre än två

våningar med bärande stomme av trä. Något som ändrades vid årsskiftet 93/94

då en ny norm, BBR 94, kom som gjorde det möjligt för trä att användas i

stommar. Den nya normen införde funktionskrav, vilket precis som det låter

ställer krav på funktionen istället för direkta materialkrav som det var

tidigare. Detta innebar att trä fick användas i bärande stommar så länge

funktionen som ställdes på den byggnadsdelen uppfylldes. I USA där trähus i

flera våningar är vanligt sedan länge, använder man sig ofta av ett stabilt

hisschakt i betong eller stålfackverk, vilket kan vara ett bra komplement

till en stomme som i övrigt består av trä.

I examensarbetet undersöks om det är möjligt att bygga ett 8-våningshus med

MFB, Masonites Flexibla Byggsystem. Ett byggsystem bestående av väggar och

bjälklag uppbyggda med Masonites board och Masonite Beams lättbalk. Som

extra stöd till stabiliseringen används ett hisschakt i betong.

För att kunna utföra denna kontroll används FEM-Design, ett finita element

program. Byggsystemet har modellerats upp i programmet för att sedan kunna

beräkna kraftfördelningen och de deformationer som uppkommer. Då trä inte

finns som förvalt material räknas väggarnas egenskaper först fram genom

handberäkningar för att sedan kunna testas i programmet tills ett material

som efterliknar handberäkningarna erhållits. Även förband räknas fram och

läggs till modellen, som styvheter per meter, i infästningspunkter mellan

väggar, bjälklag, platta och hisschakt.

I FEM-Design belastas byggnaden enbart med horisontell vindlast av den

orsaken att den lasten har väsentligaste betydelse för stabiliteten. En

första deformationskontroll av enbart väggarna utförs för att sedan jämföra

den med en fullskalig modell.

I den första modellen, 2D-analysen, ligger horisontaldeformationen för en

av innerväggarna utanför tillåten gräns vilket leder till att den väggen

antingen måste förstärkas eller att lasten måste omfördelas. I den andra

modellen, 3D-analysen, tas hänsyn till hur samtliga väggar, bjälklaget och

hisschaktet påverkar byggnaden. Resultatet visar tydligt att hisschaktet

ger den effekt som eftersöktes, deformationerna sänks till acceptabla

nivåer. Eftersom att deformationerna kommer ner till en godtagbar nivå kan

en fortsatt undersökning av kraftspelet i byggnaden utföras. Den största

lasten uppkommer i snittet mellan hisschaktet och bottenplattan. I detta

arbete utförs ingen dimensionering av betongen och därför lämnas denna last

för vidare utredning.